5.4 Realizzazione del telaio deformabile
5.4.3 Modal Neutral File
Rimandando ai riferimenti bibliografici d’approfondimento [21,22], si descrivono di seguito le principali caratteristiche del Modal Neutral File d’interscambio dati tra sistema di calcolo strutturale e sistema multibody d’analisi dinamica.
Nel Modal Neutral File sono contenute la descrizione della geometria del corpo flessibile attraverso le coordinate nodali, delle proprietà di massa e inerzia associate ai nodi, dei modi propri e delle matrici massa e rigidezza generalizzate. Per questo risulta buona norma far coincidere il sistema di riferimento assoluto utilizzato per il modello a elementi finiti con il sistema di riferimento di ADAMS.
Per il corretto posizionamento nel modello, è conveniente creare dei sistemi di riferimento “cfs”(Constuction Frame) nel punto corrispondente a quello che sarà occupato dall’origine del sistema di riferimento principale del modello agli elementi finiti ed ugualmente orientato.
Dopo aver posizionato gli elementi deformabili al posto delle parti rigide, è necessario creare interface part nei nodi di collegamento. Il corpo flessibile, non è riconosciuto in Adams come “parte” e pertanto ad esso non possono collegarsi i joint, che caratterizzano i vincoli tra le parti. Per far fronte a tale inconveniente vanno usati pertanto corpi privi di massa, che identificate come parti (interface part) sono assegnate ad un corpo flessibile e riferite ad uno dei suoi nodi di collegamento. Il solo compito di tali parti è dunque fornire un supporto dove poter applicare vincoli o forze ai corpi flessibili.
Bibliografia
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[2] L. Solazzi and S. Matteazzi: “Analisi e sviluppi strutturali di un telaio per kart da
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[3] Marco Giglio, Andrea Pecchio, and Pietro Ravasi: “L’utilizzo del fem per l’ottimizzazione di
un telaio di go-kart”. ATA, Vol.53(5/6), 2000.
[4] E. Guglielmino, I. D. Guglielmino, and G. Mirone: “Caratterizzazione numerica e
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[5] T. Amato, F. Frendo, and M. Guiggiani: “Analisi del comportamento dinamico di kart da
competizione”. Atti del XXXII convegno AIAS, 2003.
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[21] R. Craig and M. Bampton: “Coupling of substructures for dynamic analyses”. AIAA
Journal, Vol.6(7), 1968.
Indice
Introduzione... I Capitolo 1
Il progetto dell’autoveicolo nell’industria automobilistica ... 1
1.1 Definizione di Autoveicolo... 1
1.2 Generalità sui principali sottosistemi meccanici ... 2
1.2.1 Cassa... 3
1.2.2 Motore e Trasmissione... 12
1.2.3 Sospensioni... 15
1.2.4 Il sistema di Sterzo... 18
1.2.5 Ruote con Pneumatici ... 19
1.2.6 Sistema Frenante... 21
1.3 Metodologie di progettazione e prototipazione virtuale ... 23
Bibliografia... 30
Capitolo 2 Dinamica del veicolo e Metodologie d’analisi ... 31
2.1 Handling ... 32
2.2 Comfort ... 35
2.3 Metodologia d’analisi matematica del sistema veicolo... 38
2.3.1 Modelli elementari ... 39
2.3.2 Modelli complessi - Multibody... 43
Bibliografia... 49
Capitolo 3 Metodi d’analisi numerica: formulazione Multibody e formulazione FEM ... 50
3.1 Soluzione di equazioni non lineari. Il metodo di Newton-Raphson ... 51
3.2 Definizione, notazioni, convenzioni: coordinate generalizzate usate in ADAMS 54 3.2.1 Joints in ADAMS ... 57
3.2.2 Motions in ADAMS... 58
3.3 Analisi delle condizioni iniziali ... 58
3.3.1 Analisi delle posizioni iniziali ... 59
3.3.2 Analisi delle condizioni iniziali di velocità... 63
3.3.3 Analisi delle condizioni iniziali di forza ed accelerazione ... 64
3.4 Analisi cinematica... 65
3.4.1 Analisi della posizione cinematica... 65
3.4.2 Analisi della velocità cinematica ... 66
3.4.3 Analisi della accelerazione cinematica ... 66
3.5 Analisi dinamica:nomenclatura, convenzioni, definizioni ... 67
3.5.1 Formulazione delle equazioni del moto in ADAMS ... 68
3.6 Analisi statica ... 72
3.6.1 Approccio statico ... 73
3.6.2 Approccio dinamico... 74
3.7 Integrazione FEM Multibody... 74
3.7.1 Creazione del file.mnf... 74
Bibliografia... 78
Capitolo 4 Analisi Multibody del sottosistema Drive Line Test Case: 2WD PDK Drive Line by Porsche……….79
4.1 Il sottosistema Drive Line ... 81
4.1.1 Frizione, Cambio e live axle ... 84
4.1.2 Veicoli a trazione posteriore con live axle... 86
4.1.3 Dead axle e axleless trasmission... 87
4.1.4 Trasmissione con quattro ruote motrici ... 92
4.2 Analisi Drive Line Porsche: obiettivi e requisiti... 93
4.2.1 Definizione della metodologia d’analisi numerica DAMM ... 94
4.2.2 Stato dell’arte ... 95
4.3 Metodologia DAMM: Processo di modellazione ... 96
4.3.1 2WD layout by Porsche ... 97 4.3.2 Il Motore ... 97 4.3.3 La Frizione... 102 4.3.4 Il Cambio... 107 4.3.5 Alberi di trasmissione ... 113 4.3.6 Il differenziale ... 114
4.4 DAMM: Integrazione ed Analisi in condizioni di Full Drive Line... 115
4.5 DAMM: protocolli di pre-post processing ... 117
4.6 DAMM: ambienti personalizzati di testing... 119
4.7 DAMM: Integrazione ed Analisi in condizioni di Full Vehicle... 119
4.8 Conclusioni ... 120
Bibliografia... 121
Capitolo 5 Analisi Multibody del veicolo Go-Kart ... 122
5.1 Il veicolo Go-Kart... 124
5.2 Processo di Reverse Engineering... 127
5.2.1 Test Case di riferimento... 127
5.2.2 Strumenti di Misura ... 128
5.2.3 Ricostruzione geometrica ... 129
5.2.4 Processo di Modellazione Parametrica 3D ... 135
5.3 Processo d’analisi strutturale ... 137
5.3.1 Preparazione del set-up sperimentale. ... 138
5.3.2 Analisi del modello numerico ... 142
5.3.3 Conclusioni... 146
5.3.4 Realizzazione del modello in ambiente multi body ... 147
5.3.5 I pneumatici... 147
5.4 Realizzazione del telaio deformabile ... 152
5.4.1 Prime verifiche sul comportamento del telaio deformabile ... 153
5.4.2 Analisi dinamiche del go-kart con telaio deformabile ... 154
5.4.3 Modal Neutral File ... 156